[发明专利]永磁交流同步发电机磁极排列方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种永磁交流同步发电机磁极排列方法，属于永磁交流发电机生产领域。

背景技术

当今永磁代替励磁以及控制的电子化，是工业和家用发电机技术领域正在发生的主要变化。永磁材料在机电一体化产品“短、小、轻、薄”的发展趋势中日益突出。永磁交流发电机，因具有体积小、无励磁发热、高效率，使得该发电机具有广阔的市场前景。永磁交流发电机调整范围广、转矩波动较小、线性度高、过载能力强，转子惯量小，响应快，在低速时运行平稳，甚至可取消齿轮直接驱动，可简化传动设计，对降低噪声、提高传动效率和精度有很好的实用价值。

永磁交流同步发电机继承了永磁交流发电机的特点，采用了磁钢代替线圈励磁，转子无励磁损耗，直接驱动时转子无热量传给负载，使得产品结构简单、维护方便、寿命提高。但永磁交流发电机易受到制造过程中的影响，尤其是极数较大时，磁场不是理想的圆形，磁场旋转存在波动，易产生力矩波动。发电机的力矩波动将直接影响发电机振动和噪声指标，影响发电机的平稳运行。对于永磁交流同步发电机，齿槽或铁心磁阻变化也会产生齿槽效应力矩，引起力矩波动。

齿槽效应引起的力矩波动通常可采取下述方法减小：

1、转子直槽设计的方法，增加定子槽数或定子更改为分数槽，使电机的槽数与极对数之间无公约数，可以减小磁场波动。

2、转子斜极或定子斜槽(即铁心叠片扭转适当的齿距)的方法，以削弱齿谐波磁场引起的力矩波动。

转子直槽设计的情况下，由于齿槽的存在，使得转子磁极在转动过程中，会同定子齿发生推、拉交变的扭距，其频率为f=n60Q,]]>其中n为转子机械转速(rpm)，Q为定子槽数，会产生较大的脉动振动，从而产生很大的噪声，而且影响发电机的结构强度。

为了消除转子直槽设计带来的嵌齿扭距而引起的力矩波动，传统的设计方法是采用转子斜极或定子斜槽。在发电机实际生产时，选择定子斜槽方法，定子叠片、绝缘处理比较困难，生产时通常选用转子斜极的方法。转子斜极一般将转子极倾斜一个齿槽宽度，这样转子在转动过程中，转子极总是逐渐进入和离开定子齿，不会产生断续嵌齿扭距，但是产生了定子和转子的扭转力矩，在转动过程中，磁钢和定子一直受到交变的扭转力，也会使定子产生较大的振动和噪声。

发明内容

本发明提供了一种新颖的方法去排列极性不同的磁极以减小齿谐波磁场引起的力矩波动。在本发明中转子采用倾斜磁极的方法(转子磁极“八字”形排列)，转子磁极“八字”形排列，不仅消除了齿槽效应引起的嵌齿扭距而造成的力矩波动，而且将传统转子斜极设计方法中产生的交变扭转力沿圆周互相抵消，有效的减小了定子铁心的振动和噪声。

本发明特征在于永磁交流同步发电机转子磁极排列的倾斜的规律性，左右倾斜θ°，排列相同或不同极性的磁极。

附图说明

图1是本发明排列示意图

图2是本发明排列示意图

具体实施方式

图1为本发明的磁极排列之一，同一极性的磁极有规律的向两个方向倾斜θ°。

图2为本发明的磁极排列之一，不同极性的磁极分别有规律的向两个方向倾斜θ°。

具体实施图1排列方式

1、整个磁极数量应为偶数，磁极在极性方向排列时为间隔排列。

2、第1个磁极极性方向排列不区分“N”和“S”，任选一种极性方向按照设计的角度θ°倾斜，第2个磁极方向的选择和第1种极性相反，倾斜方向和第1个磁极的方向相同。

3、第3个磁极的极性和第1个磁极极性方向相同，倾斜方向和第1个磁极倾斜方向相反，并按照设计角度倾斜θ°。第4个磁极极性方向选择和第3个磁极相反，倾斜方向和第3个磁极的方向相同。

4、参照此规律组装排完磁极。

具体实施图2排列方式

1、整个磁极数量应为偶数，磁极在极性方向排列时为间隔排列。

2、相邻的两对磁极倾斜方向相反。

3、第1个磁极极性方向排列不区分“N”和“S”，任选一种极性方向按照设计的角度θ°倾斜，第2个磁极极性方向和第1个极性方向相反，倾斜方向和第1个磁极的方向相反并按照设计角度倾斜θ°。